低密度陶粒支撑剂及其制备方法

  本发明属于油、气井压裂工艺用固体支撑剂技术领域，特别涉及一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法。

  在石油、天然气深井开采的压裂工艺中，都会用到支撑剂，为油气流的流通提供高渗透性的通道，保持高导流能力，以提高油、气的产量。我国石业一般把体积密度不大于1. 65g/cm3，视密度不大于3. 00g/cm3,闭合压力为52MPa、破碎率不大于9. 0%的陶粒支撑剂称为低密度陶粒支撑剂。用低密度陶粒支撑剂做油井压裂支撑剂开采原油时，具有用量少、施工方便、成本低的特点。目前，低密度陶粒支撑剂大多以氧化铝含量大于70%的铝土矿为主要的组成原材料，并添加少量粘土及矿化剂，通过隧道窑或回转窑高温烧制的方式生产。但由于氧化铝含量大于70%的铝土矿资源日趋紧张，且价格较高，较中低品位的铝土矿每吨高 250元左右，因此现有低密度陶粒支撑剂存在着生产原料不足且生产所带来的成本高问题。

  本发明的目的是提供一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法，可以克服目前原料紧张、生产所带来的成本高的缺陷。本发明采用的技术方案如下

  白云石0—觊。所述的铝土矿中AL2O3质量含量为63% — 69%，Fe2O3 2% ；石灰石中CaCO3彡95% ； 粘土中AL2O3质量含量为30-38% ；钾长石中K2CHNa2O 13% ；石英中SW2 95% ；白云石中 CaO 25%, MgO 17%。制备时，将各原料粉碎后混合制粒，然后于窑中烧制而成。具体的，所述原料粉碎成325目筛通过率大于95%的细粉。优选在烧制前，将制粒后得到的颗粒先干燥至水分含量不高于5%。干燥前对颗粒的筛选按照所需规格的要求做即可。烧制的温度为1320_1380°C，烧制时间为0. 5-1.釙。 更为具体的，将各原料分别磨成325目筛通过率大于95%的细粉，按比例称取后用球磨机混合均勻后放入制粒锅内，在制粒锅勻速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于5%，然后进入回转窑中，在1320-1380°C烧制0. 5-1. 5h制得所述低密度陶粒支撑剂。本发明公开了一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法。通过选用中低品位的铝土矿生料，保证了原料的供应且仅此项就比用氧化铝含量大于70%的铝土矿降低生产所带来的成本250 元/吨；同时，选用钾长石或者钾长石与白云石为助烧剂，比目前常用的锰矿粉的成本要低；原料总成本比传统工艺至少低350元/吨，制成品成本基本上在910-940元/吨。当然，最主要的是通过各原料的配合，不仅实现了减少相关成本的目的，也同时保证了产品的性能。再者，烧制过程中，本发明工艺不受窑内气氛的影响，且每生产一吨成品标煤用量在 190-200Kg左右，比现有工艺能节约标煤50Kg。经检测，本发明所述低密度陶粒支撑剂成品的体积密度为1. 56-1. 59g/cm3，视密度为2. 78-2. 84g/cm3,闭合压力为52MPa时破碎率为4. 8-5. 5%，其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。本发明相对于现存技术，有以下优点

  本发明所用原料来源广、便于采购，价格低；生产的基本工艺简单便捷；从总体上降低了产品的成本。

  具体实施例方式以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此 实施例1

  本发明的低密度陶粒支撑剂由下述质量百分比含量的原料制成 铝土矿85%，粘土 3%，钾长石3%，石英3%，石灰石4%，白云石H将铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石、白云石分别磨成325目通过率大于95%的细粉，按比例称取，用球磨机混合均勻后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅勻速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1320°C下，经1 小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1. 56g/cm3，视密度为2. 80g/cm3,闭合压力为 52MPa时破碎率为5. 50%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。实施例2

  本发明的低密度陶粒支撑剂由下述质量百分比含量的组分制成 铝土矿90%，粘土 4%，钾长石3%，石英1%，石灰石1%，白云石1%。将铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石、白云石分别磨成325目通过率大于95%的细粉，按比例称取，用球磨机混合均勻后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅勻速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1380°C温度下，经0.5小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1.58g/cm3，视密度为2.83g/cm3，闭合压力为52MPa时破碎率为5. 15%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。实施例3

  本发明的低密度陶粒支撑剂由下述质量百分比含量的组分制成 铝土矿95%，粘土 2%，钾长石1%，石英0，石灰石1. 5%，白云石0. 5%。将铝土矿、粘土、钾长石、石灰石、白云石分别磨成325目通过率大于95%的细粉， 按比例称取，用球磨机混合均勻后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅勻速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1360°C温度下，经 1. 5小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1. 57g/cm3，视密度为2. 81g/cm3,闭合压力为52MPa时破碎率为5. 31%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。实施例4

  低密度陶粒支撑剂，由下述质量百分比含量的原料制成 铝土矿92%，粘土 1%，钾长石4%，石英1%，石灰石2%，白云石0。将铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石分别磨成325目通过率大于95%的细粉，按比例称取，用球磨机混合均勻后放入椭圆形制粒锅内，在制粒锅勻速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不高于5%，然后进入回转窑中，在1340°C下，经1小时烧制为成品。经检测成品的体积密度为1. 57g/cm3，视密度为2. 82g/cm3,闭合压力为52MPa时破碎率为5. 22%。其它指标也均符合国家石油天然气SY/T 5108-2006的行业标准。

  1.低密度陶粒支撑剂，其特征是，所述支撑剂由下述质量百分比的原料制得铝土矿 85%—95%,粘土1%— 4%，钾长石 1%— 4%，石英0 — 3%，石灰石 1%— 4%，白云石0—觊。

  3.权利要求1所述低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征是，将各原料粉碎后混合制粒，然后于窑中烧制而成。

  4.如权利要求3所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征是，烧制的温度为 1320-1380°C，烧制时间为 0. 5-1. 5h。

  5.如权利要求3或4所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征是，烧制前将制粒后得到的颗粒先干燥至水分含量不高于5%。

  6.如权利要求5所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征是，所述原料粉碎成 325目筛的通过率大于95%的细粉。

  7.如权利要求6所述的低密度陶粒支撑剂的制备方法，其特征是，将各原料分别磨成325目筛通过率大于95%的细粉，按比例称取后用球磨机混合均勻后放入制粒锅内，在制粒锅勻速转动及喷雾作用下成粒，颗粒经筛选后，干燥至水分含量不大于5%，然后进入回转窑中，在1320-1380°C烧制0. 5-1. 5h制得所述低密度陶粒支撑剂。

  本发明属于油、气井压裂工艺用固体支撑剂技术领域，特别涉及一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法。所述支撑剂由下述原料制得铝土矿、粘土、钾长石、石英、石灰石以及白云石。本发明所用原料来源广、便于采购，价格低；生产的基本工艺简单便捷；从总体上降低了产品的成本。

  发明者刘腾, 孟小刚, 张希君, 程传文, 赵东霞, 高明 申请人:三门峡方圆实业股份有限公司